概述

iOS UIKit的UIView从出生开始便有了一个CALayer，而真正在屏幕上负责显示任务的是UIView的layer。
而Mac AppKit的NSView最初不是由 Core Animation Layer 驱动的，是因为那个时候还米有GPU,所有视图的绘制由CPU完成，后来有了GPU,就顺便整合了UIKit的特性，也使得NSView也可以有一个layer，然后把这个有layer的NSView称作layer-backed view。不过一个NSView想成为layer-backed view还需要设置 wantsLayer属性 = true。
比如想要设置NSView背景颜色的时候，因NSView不带有backgroundColor属性，想要让其具有一个layer，通过layer的backgroundColor属性来设置颜色：

view.wantsLayer = true
view.layer?.backgroundColor = NSColor.red.cgColor

注意必须要有view.wantsLayer = true，使得NSView成为一个layer-backed view，才能操作它的layer属性使设置的颜色生效。

那么有layer-backed view之前，设置背景色方案是重写draw(_ dirtyRect: NSRect)方法：

override func draw(_ dirtyRect: NSRect) {
    super.draw(dirtyRect)
    NSColor.red.setFill()
    dirtyRect.fill()
}

那么从这儿开始便产生了两种NSView的绘制：
把重写draw(_ dirtyRect: NSRect)方法设置背景色叫做traditional AppKit drawing（传统绘制），把设置wantsLayer=true，继而操作layer?.backgroundColor设置背景色的方式成为layer-backed drawing
按照苹果官方的建议是推荐使用layer-backed NSViews 进行绘制。

利用layer-backed NSViews 绘制的优势

一. Drawing

1.在有layer之前的traditional AppKit drawing：
看看一个小小的示例：

custom drawRect .png

dirtyRegionDraw.png

NSWindow会递归遍历每个view的dirty region，先绘制最上层的父view，然后是其子view。整体的绘制过程中涉及的方法调用图如下：

DrawingFlow.png

在这种传统的绘制机制中，一旦设置了NSView setNeedsDisplay为YES，这个view的区域就会标记为
dirty region，NSWindow会记录这个区域，它会死死地认定这一块区域就是要重新绘制，这样会导致一个结果，所有与这个区域有交合的view都会被重新绘制：

dirtyRegionRedraw.png

2.使用 Core Animation layers以及它是如何工作
我们让一个NSView成为layer-backed view就设置其view.wantsLayer = true，还有一个重要的体现是它的子view也拥有了一个layer，如下图

layer-backed.png

layerDrawing.png

每一个layer-backed view都会对应一个dirty region，设置setNeedsDisplay为YES后只会触发它本身layer的绘制，也就意味着，不会导致跟这个view有区域交集的其他view触发重绘:

layerRedraw.png

二. Animating

1.还是先看traditional Animating AppKit
做一个简单的调整frame的动画：

var frame = customView.frame
frame.size = CGSize(width: 300, height: 300)
customView.animator().frame = frame // NSAnimationContext.current.duration=0.25，默认动画时间是0.25秒

还可以开启隐式动画模式，这样直接改变view的frame属性就可以有动画：

NSAnimationContext.current.allowsImplicitAnimation = true
var frame = customView.frame
frame.size = CGSize(width: 300, height: 300)
customView.frame = frame

这种传统模式下动画执行的过程中每一步都会更新view的frame，整个过程是在主线程里面进行。动画的每一步都会调用drawRect方法。

2.Layer-backed view的Core Animation

customView.superView.wantsLayer = true 
let anim = CABasicAnimation(keyPath: "bounds.size")
anim.duration = 1.0
anim.fromValue = rightView.layer?.bounds.size
anim.toValue = CGSize(width: 300, height: 300)
customView.layer?.add(anim, forKey: "animation")

注意使用这种layer add Animation方式，必须要保证customView的superView是Layer-backed view，即
customView.superView.wantsLayer = true

也可以通过直接改变layer的属性，开启layer的隐式动画：

customView.superView.wantsLayer = true // 保证superView是Layer-backed view
NSAnimationContext.current.allowsImplicitAnimation = true // 开启隐式动画模式
var layerBounds = rightView.layer?.bounds
layerBounds?.size = CGSize(width: 300, height: 300)
customView.layer?.bounds = layerBounds!

同样可以直接改customView的frame做隐式动画：

customView.wantsLayer = true 
NSAnimationContext.current.allowsImplicitAnimation = true
var frame = rightView.frame
frame.size = CGSize(width: 300, height: 300)
customView.frame = frame

所不同的是：内部用Layer Core Animation做动画，同时又真实改变了view的frame，可以设置customView.layerContentsRedrawPolicy = .onSetNeedsDisplay，控制动画过程中的不进行重新绘制（不会实时调用drawRect）。关于layerContentsRedrawPolicy下面会详细介绍。

layer-backed view的animator()还有用吗？
运行下面的代码同样可以有动画：

rightView.wantsLayer = true
var frame = rightView.frame
frame.size = CGSize(width: 300, height: 300)
rightView.animator().frame = frame

它内部机制是会开启隐式动画模式，同时用Layer Core Animation做动画，又真实改变了view的frame：

animator.png

注意：Layer Core Animation执行动画的过程是在一个新的线程。

三. Best Practices

1.合理设置layer-backed view的重绘策略
针对有layer的NSView，有一个layerContentsRedrawPolicy属性，用于设置重绘策略，有以下枚举值：

• NSViewLayerContentsRedrawDuringViewResize 当尺寸拉伸时候进行重绘制
• NSViewLayerContentsRedrawOnSetNeedsDisplay 当设置setNeedsDisplay为YES时候进行重绘制
• NSViewLayerContentsRedrawBeforeViewResize 当尺寸拉伸前进行重绘制
• NSViewLayerContentsRedrawNever 永远不会重新绘制

其中，NSViewLayerContentsRedrawDuringViewResize是默认值，只要view 尺寸改变就会重新绘制layer，虽然作为默认值，但是苹果不推荐使用，推荐使用NSViewLayerContentsRedrawOnSetNeedsDisplay，当你需要重新绘制就手动设置setNeedsDisplay为YES。

2.节省内存
当内容完全一样的多个layer-backed view同时显示在屏幕上的时候，不要使用drawRect画边框，文字，图片，着色，这样会导致他们各自layer的content都产生同一份内容，这样会产生多份同样内存：

memoryuse.png

@property (readonly) BOOL wantsUpdateLayer NS_AVAILABLE_MAC(10_8);
- (void)updateLayer NS_AVAILABLE_MAC(10_8);

调用过程示意图：

layerUpdating.png

为了深化这一块的认识，我们拿Mac系统NSButton类的实现举例子：

nsbutton.png

- (BOOL)wantsUpdateLayer {
   return YES; // 告诉系统想要使用updateLayer更新content
}
- (void)updateLayer {
    if (self.pressed) {
         self.layer.contents = [NSImage imageNamed:@"pureBlueImage"];
    } else {
         self.layer.contents = [NSImage imageNamed:@"pureGrayImage"];
    }
    // 设置layer拉伸取最中间的像素.
    self.layer.contentsCenter = CGRectMake(0.5, 0.5, 1e-5, 1e-5);
}
- (void)mouseDown:(NSEvent *)event {
     self.pressed = YES;
     [self setNeedsDisplay:YES];
}
// view尺寸改变或者重新布局时候会调用layout，类似于UIView的layoutSubviews方法
- (void)layout {
    if (_textField == nil) {
        _textField = [[NSTextField alloc] initWithFrame:frame];
        _textField.title = @”Button”;
    } else {
       _textField.frame = // Update the location
    }
    [super layout];
}
- (void)setTitle:(NSString *)title {
    //  NSTextField赋值title的时候由它自己重绘制layer content
    _textField.title = title;
    // 重新布局，调用layout，调整_textField的位置保持居中
    // 不需要设置button的setNeedsDisplay为YES重新绘制，
    // 因为button layer contentsCenter属性设置拉伸中间的像素，当尺寸改变的时候，
    // layer自己拉伸至合适的大小
    [self setNeedsLayout:YES];
}

总结：

1. 推荐使用layer-backed view，并设置layerContentsRedrawPolicy=NSViewLayerContentsRedrawOnSetNeedsDisplay
2.尽量避免在drawRect画边框，文字，图片
3.尽可能使用-wantsUpdateLayer and -updateLayer改变layer-backed view视图属性